隨著生活水平不斷提高，國民汽車保有量持續增加，而衍生出的廢舊輪胎數量激增且難以處理等問題逐漸成為嚴重的環保隱患。將廢舊膠粉應用到瀝青路面中去提髙膠結料的效能，是頭現廢舊輪胎回收利用的有效方法，具有廣泛的應用前景。但是，橡膠瀝青路面在工程應用過程中暴露出其高溫穩定性尚存在一定缺陷，即單就結合料效能指標來看，經過膠粉改性形成的橡膠瀝青具備優異的高溫效能，但通過橡膠瀝青混合料鋪築的路面在車輛反覆作用下的高溫車轍問題卻較為嚴重；加之目前中國對於橡膠瀝青技術的應用並不統-，不同型別橡膠瀝青混合料的高溫穩定性參差不齊。橡膠瀝青路面的高溫效能不足已成為制約其推廣應用於髙溫地區過載交通路面的瓶頸。

本文針對橡膠瀝青混合料開展混合料壓實成型工藝引數的研究，通過壓實成型效果的提髙，進-步改善混合料的高溫穩定性，力求為橡膠瀝青路面在高溫地區及過載交通條件下采取合理的施工技術參考。

實驗材料及試驗方案

橡膠瀝青材料

考慮依託工程的道路等級、原材料性質、施工難易程度等因素，結合橡膠瀝青室內對比試驗，擬定橡膠瀝青的製備方案為：母體瀝青採用SK70#基質瀝青，通過摻量為20%的橡膠粉(細度為30目)實施改性。

集料與填料

本研究採用的粗集料為玄武岩碎石，分為10~15mm和5~10mm兩檔；細集料採用0~5mm石灰岩石屑；填料採用石灰岩礦粉。

混合料配合比設計

首先嚴格按照規範及設計檔案要求進行混合料的原材料檢測，然後通過多次規劃求解析，得出各類瀝青混合料的合理級配。

在完成礦料級配設計的基礎上，通過馬歇爾試驗測定橡膠混合料的毛體積密度、孔隙率、瀝青飽和度VFA、礦料間隙率VMA等指標與油石比的關係曲線，最終確定混合料各項指標均滿足設計要求的最佳油石比為6.3%。

試驗方案

本次研究通過室內車轍試驗，以碾壓成型的車轍板毛體積密度與標準馬歇爾試件毛體積密度之比作為壓實度K，通過壓實度作為壓實效果的評價指標，選用車轍板成型碾壓次數和成型溫度作為影響因素。

試驗過程中，以車轍試驗的試件輪碾成型次數(以2個往返為步長，取10~24個往返共8種碾壓次數)和碾壓成型溫度(以10為步長，取140~190℃共6個溫度)作為碾壓成型工藝引數，研究壓實效果對橡膠瀝青混合料高溫效能的影響。

試驗過程與結果分析

碾壓次數的影響

在中國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJE20-2011)對於瀝青混合料試驗試件製作方法(輪碾法)中，在預壓兩個往返以後，針對普通瀝青混合料的建議數為12個往返。在實際試驗操作過程中，對於橡膠瀝青混合料而言，12個往返的碾壓次數往往達不到規範要求的壓實度(要求壓實度不小於97%)。

為分析碾壓次數的影響作用，以180℃作為標準成型溫度，通過不同輪碾次數進行橡膠瀝青混合料AR-SMA-13的車轍板試件碾壓成型，測定對應試件的壓實度，並通過車轍試驗評價其高溫穩定性。

(1)碾壓次數的增加使橡膠瀝青混合料的壓實度逐步降低，但壓實度的降低速率隨碾壓次數的增加呈逐漸減小的趨勢；當碾壓次數從10個往返增加至18個往返時，壓實度由95%提高至99.5%，增加了3.5個百分點；而當碾壓次數超過18個往返後，壓實度的增加趨於平緩，碾壓次數由18個往返到24個往返，壓實度的提高幅度下降至0.8個百分點。這表明，當碾壓次數達到較高水平(多18往返)時，通過增加碾壓次數來提高路面壓實度的效果明顯減弱。

(2)若按照試驗規程對普通瀝青混合料的建議，對橡膠瀝青混合料試件進行12個往返輪碾成型，混合料壓實度為96.4%，未達到規範要求的壓實度97%，橡膠瀝青混合料孔隙率偏高、壓實度不足，高、壓實度不足，其原因可能在於：橡膠瀝青是一種液-固兩相材料，其高溫黏度大，混合料中橡膠瀝青對礦料形成較厚的裹覆層，碾壓過程中橡膠瀝青膠結料會產生較大的回彈作用，並伴隨著膠粉材料的繼續發育、溶脹過程，故需要更多的壓實次數來提高混合料的密實性。

(3)隨著碾壓次數的增加，橡膠瀝青混合料的動穩定度逐漸增加，混合料髙溫穩定性逐步謝雖，通過24個往返碾壓所成型試件的動穩定度為12個往返的1.5倍。

成型溫度的影響

本節將混合料試件輪碾成型次數取12個往返作為標準條件，進行成型溫度對橡膠瀝青混合料高溫穩定性的影響作用分析。為儘可能準確地進行不同溫度條件下試件碾壓成型，首先根據橡膠瀝青混合料的拌和溫度要求，通過自動拌和機在190T溫度下進行混合料充分拌和，然後分別在140，150，160，170，180，190℃；這6種不同溫度條件下進行混合料恆溫保養：即針對具體的成型溫度條件，將待成型碾壓的橡膠瀝青混合料放置在略高於成型溫度約2~5℃的烘箱中保養45~60min後，再將混合料放人車轍試件的模具內，通過輪碾成型法經12個往返完成混合料試件成型。

(1)成型溫度與混合料壓實度和動穩定度具有很好的相關性，在相同壓實功的作用下，隨著成型溫度的提高，橡膠瀝青混合料的壓實度逐步增大，以動穩定度為評價指標的高溫穩定性隨之提高，當成型溫度由140℃提高至190℃，橡膠瀝青混合料的壓實度由93.1%提高至96.8%，而溫度140℃時成型混合料的動穩定度為190℃成型混合料的52.1%。這是由於橡膠瀝青材料對拌和溫度有著較高的要求，並且具備顯著的溫度敏感性。溫度降低使得橡膠瀝青膠結料的黏度急劇增加，在碾壓成型的過程中橡膠瀝青流動性不足，限制了集料的運動，導致混合料難以壓實，空隙率增大，未能形成密實穩定的結構。

(2)為保證橡膠瀝青混合料具有良好的高溫穩定性，必須嚴格控制現場壓實溫度。若以12個往返為碾壓次數，橡膠瀝青混合料的壓實溫度必須控制在180~190℃才能使其高溫效能滿足《橡膠瀝青及混合料設計施工技術指南》對混合料高溫效能的技術要求。

綜上所述，只有嚴格控制橡膠瀝青混合料的碾壓次數，保證密實性及壓實度，才能有效保證混合料的高溫穩定性。但考慮到過高的壓實度可能導致混合料空隙率不足，增加橡膠瀝青膠結料與礦料骨架之間的干擾作用，並帶來泛油等不利影響，因此對碾壓次數也應該進行適當的控制，以18~20個碾壓往返為宜。

影響作用綜合分析

比較而言，壓實成型溫度的提高對於橡膠瀝青混合料壓實程度的提升作用更加明顯；碾壓次數的增加，對於橡膠瀝青混合料高溫效能的增強作用最為顯著，因此在施工過程中是否保證足夠的碾壓次數，是橡膠瀝青路面具備優異高溫穩定效能的關鍵因素。

橡膠瀝青混合料的壓實度與高溫效能密切相關，混合料的動穩定度隨壓實度的提高近似呈線性關係增大。其中，當橡膠瀝青混合料壓實度為96.8%時，其動穩定度指標為壓實度93.1%時的1.9倍。這表明輪碾次數和壓實溫度逐級遞增，使得瀝青混合料的壓實度逐步提高，混合料成型更加密實，礦料充分嵌擠形成穩定骨架，在高溫條件下表現出更為優異的穩定性。

橡膠瀝青混合料的壓實度指標是控制其路面高溫穩定性的關鍵引數。在施工過程中，採用合理的壓實機具和施工工藝引數，對橡膠瀝青路面予以充分壓實，使其壓實度滿足要求，是避免橡膠瀝青路面出現早期高溫病害的有效措施之一。

結論

通過試驗研究與分析，可得出以下結論：

a)對於橡膠瀝青混合料而言，普通瀝青混合料一般採用的12個往返碾壓次數往往達不到規範要求的壓實度。隨著碾壓成型次數的增加，橡膠瀝青混合料的空隙率降低、壓實度增大，動穩定度逐步提高，橡膠瀝青混合料在180℃溫度下進行碾壓成型的次數宜控制在18~20個往返。

b)隨壓實溫度的降低，橡膠瀝青混合料的壓實度降低，動穩定度下降，若以輪碾成型試驗的12個往返為標準碾壓次數，壓實溫度必須控制在180~190℃才能保證橡膠瀝青混合料的高溫效能滿足技術要求。

c)綜合而言，結合橡膠瀝青特性，通過對混合料壓實工藝引數進行有區別於普通瀝青混合料的合理控制，能夠顯著提高橡膠瀝青混合料的高穩定性，其中碾壓成型次數的增加，對於橡膠瀝青混合料高溫穩定效能的提升尤為明顯。研究結論可為橡膠瀝青混合料路面在髙溫地區和過載交通條件下的推廣應用提供一定的技術參考。